综述：细菌与纳米塑料的相互作用：机制、生态影响以及生物降解技术的进展

《Archives of Microbiology》：Bacteria–nanoplastic interactions: mechanisms, ecological consequences, and advances in biodegradation technologies

　　

摘要

纳米塑料（＜1微米）是一类普遍存在的环境污染物，其独特的物理化学性质对微生物生态系统有着深远影响。它们较高的表面积与体积比、风化作用带来的功能变化，以及吸附化学污染物和生物分子的能力，使得它们能与细菌群落产生复杂的相互作用。本综述系统地研究了纳米塑料与细菌之间的相互作用，重点探讨了氧化应激诱导、膜结构紊乱、DNA损伤、代谢重编程、生物膜调控以及水平基因转移增强等机制，这些机制共同改变了微生物的结构与功能。文中特别强调了作为污染物积累、病原体富集以及抗性基因交换的动态热点的塑料圈微生物组。此外，还详细分析了细菌的生物降解途径，包括酶促水解、氧化过程、表面活性剂介导的相互作用以及多物种协同作用。同时，也介绍了纳米尺度成像、光谱学、流式细胞术、宏基因组学以及人工智能辅助的计算建模等先进分析工具在揭示纳米塑料与微生物相互作用中的作用。此外，还评估了这些现象对环境和人类健康的影响，包括微生物组紊乱、免疫毒性以及生态平衡破坏等问题。最后，本文探讨了用于提升生物降解能力的新兴生物技术策略，并指出了当前研究中的关键空白。总体而言，本综述为理解纳米塑料与细菌之间的相互作用提供了全面的框架，为环境监测、风险评估以及生物修复技术的开发提供了有价值的参考。

图形摘要